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汽车行驶状态记录仪的研究与实现

本文ID：LWGSW65487

论文字数:40090

价格:128元

论文编号:JX2286 论文字数:40090

汽车行驶状态记录仪的研究与实现

摘要

汽车行驶记录仪是一种特殊的数字式电子记录装置，它可以对车辆行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其他状态信息进行记录存储，然后通过USB和RS232接口实现数据输出。汽车行驶记录仪的使用不仅可以遏止交通违章、约束驾驶员不良驾驶习惯，而且可以有效地预防道路交通事故的发生，并为执法人员进行事故的分析、处理提供科学、忠实的原始数据，因此在交通运输管理中发挥着十分重要的作用。针对目前汽车行驶记录仪的研究现状，本文设计和实现了一种基于51单片机的汽车行驶记录仪，该汽车行驶记录仪具有实时性好、可靠性高、价格低廉等特点。

本文首先介绍了汽车行驶记录仪的研究背景和发展现状，并分析了记录仪系统需求，制定了记录仪由数据采集子系统、数据存储子系统和通信接口子系统三部分构成的总体结构。

然后介绍了记录仪系统的硬件总体结构设计，具体阐述了各个功能模块的硬件电路设计和实现方法。这些功能模块主要包括：电源，实时时钟，数据采集，数据存储，数据通讯和人机交互。

最后在软件设计部分，根据记录仪各个模块的功能，详细描述了记录仪系统各个任务的设计流程。重点描述了USB通信的实现：利用SL811HST实现USB HOST功能，通过优盘方便快捷地读取记录仪中数据，然后再由PC软件进行分析。对USB HOST中的关键技术：USB设备枚举、BulkeOnly传输协议以及FAT16文件系统的实现做了较详细的说明。

在整个系统的设计中，软硬件系统设计均采用了抗干扰措施，提高了系统的可靠性、稳定性和抗干扰能力。

在本文最后对所做的工作进行了总结，并提出本次设计需要改进之处及对汽车行驶记录仪未来的展望。

关键词：汽车行驶记录仪；单片机；C51；USB；固件编程

Abstract

...

Keywords: Vehicle Traveling Data Recorder; Single Chip Microcomputer; C51; USB; Firmware Programming.

题目：汽车行驶状态记录仪的研究与实现0

摘要I

AbstractII

目录III

第一章绪论1

1.1国内外汽车行驶记录仪发展的状况1

1.2本课题的目的和意义2

1.3本课题的目标和主要研究内容2

1.3.1 课题的总体目标2

1.3.2 研究的主要内容3

第二章汽车行驶记录仪总体方案设计4

2.1仪器的功能要求及技术性能指标4

2.1.1电气性能要求4

2.1.2记录仪的功能要求及技术性能指标4

2.1.3数据安全性5

2.1.4气候环境适应性5

2.1.5机械环境适应性5

2.1.6抗汽车电点火干扰5

2.2 系统结构5

2.2.1 主板的功能与设计6

2.2.2 面板的功能与设计7

第三章汽车行驶记录仪硬件设计与实现8

3.1电源模块8

3.1.1 电源模块设计概述8

3.1.2 电源方案的选择与论证8

3.1.3 电源模块的设计10

3.2实时时钟模块12

3.2.1 SD2301B的硬件电路设计13

3.2.2 SD2301B的内部寄存器14

3.2.3 SD2301B的软件编程14

3.3数据采集18

3.3.1 信号的调理设计18

3.3.2 车辆状态信号的采集20

3.4中央处理器20

3.4.1 中央处理器的选择21

3.4.2 复位系统21

3.5 CPU的IO扩展22

3.6 数据存储模块23

3.6.1 存储需求分析23

3.6.2 存储器的选择24

3.6.3 铁电存储器FM1808介绍和应用电路设计25

3.6.4 数据闪存AT45DB041的电路设计和应用编程26

3.7 人机交互模块32

3.7.1 LCD液晶显示器33

3.7.2 键盘36

3.7.3 声光提示37

3.8 通信模块37

3.8.1 RS232接口38

3.8.2 USB接口38

3.9 抗干扰措施43

3.9.1硬件抗干扰设计43

3.9.2印刷电路板的抗干扰设计44

第四章汽车行驶记录仪软件设计与实现47

4.1 控制软件功能简介47

4.2 控制软件的设计与实现48

4.2.1 主机软件的总体架构48

4.2.2 数据采集程序的设计与实现49

4.2.3 显示子程序的设计与实现54

4.2.4 主菜单的设计与实现55

4.2.5 主程序的设计与实现57

4.2.6 串行通信程序设计与实现58

4.3 USB的设计与实现59

4.3.1 USB主机设计与实现60

4.3.2 USB从机设计与实现70

4.4系统软件的抗干扰设计72

第五章汽车行驶记录仪的调试73

5.1静态调试73

5.2硬件调试过程中遇到的问题和解决方法73

5.3软件调试过程中遇到的问题和解决方法74

5.4整体调试74

第六章总结75

参考文献76

致谢77

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